基于51单片机的数据采集系统——开题报告

西安交通大学城市学院西安交通大学城市学院 毕业设计 论文 毕业设计 论文 开题报告开题报告 题题 目目 基基于于5 51 1单单片片机机 的的数数据据采采集集系系统统 专专业业及及班班 级级 电电信信X XX XX X 姓姓 名名 X XX X 指指 导导 教教 师师 X XX XX X 题目 基于题目 基于 51 单片机的数据采集系统单片机的数据采集系统 一一 选选题题依依据据 简述国内外研究现状 生产需求状况 说明选题目的 意 义 列出主要参考文献 1 国内外研究现状 单片机即单片微控制器单元 Micro controller Unit 它由微处理器 存储器 I O 接口 定时器 计数器等电路集成在一块芯片上构成 单片机的 面世最早在 20 世纪 70 年代初 由美国芯片制造商 Inter 公司推出 当时还 只有 4 位数据线的产品 可用于计算器 家用电器等产品的开发 到了 70 年 代中后期 各种 8 位单片机相继问世 如 MCS 48 系列单片机 其功能已可以 满足工业现场控制以及测量用智能仪器仪表设计的需要 80 年代以后 正值 单片机的高速发展期 高性能的单片机如 MCS 51 系列 8 位单片机成为主流 它具有串行通信接口 16 位定时器 计数器和多级中断功能 使其在实时控制 人工智能 现场监控 网络通信和高性能测量仪器等诸多方面得到广泛的应用 随着单片机的发展 单片机具有以下特点 1 体积小 重量轻 性价比高 功耗低 2 由于电路高度集成 带来了高可靠性和较高的抗干扰性 3 丰 富的控制指令集和快速的运行速度 可供设计开发人员灵活运用各种逻辑操作 实现实时控制和必要的运算 4 具有的异步串行通信接口适应网络化环境工 作 现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高 在瞬态信号测量 图像处理等一些高速 高精度的测量中 需要进行高速数据采集 现在通用的 高速数据采集卡一般是 PCI 卡或 ISA 卡 但存在一下缺点 安装麻烦 价格昂 贵 受计算机插槽数量 地址 中断资源限制 可扩展性差 在一些电磁干扰性 强的测试现场 无法专门对其做电磁屏蔽 导致采集的数据失真 通用串行总线 USB Universal Serial Bus 是 1995 年康柏 IBM DBC 等 公司为解决传统总线不足而推出的一种新型的通信标准 该总线接口具有安装 方便 高宽带 易于拓展等优点 已渐渐成为现代数据传输的发展趋势 目前 较为普遍得为 USB 规范 USB1 1 USB1 1 标准接口传输速率为 12Mbps 理论上 可支持 127 个装置 通过 USB HUB 即 USB 扩展器连接多个周边设备 连接线 缆的最大长度为 5 米 USB2 0 规范是有 USB1 1 规范演变而来的 它最初的 目标是将 USB1 1 的传输数率 12Mbps 提高 10 20 倍 而实际上却提高了 40 倍达到了 480mbps 折算为 MB 为 60MB S 2 选题目的 随着信息技术的飞速发展 各种数据的实时采集和处理在现代控制中已成 为必不可少的 这就为今后的设计提出了两方面的要求 一方面 要求接口简 单灵活且有较高的数据传输率 另一方面 由于数据量通常比较大 要求主机 能够实时对数据做出快速响应 并及时进行分析与处理 在工业领域 常常需 要对各种模拟信号进行检测和处理 被测对象包括位移 温度 湿度 压力等 针对多种物理量出现了各种数据采集卡 目前常用的类型是 PCI 接口的采集 卡 该类采集卡体积庞大 传输速度不高且不支持即插即用 不满足微型便携 应用的要求 针对以上问题 利用单片机技术设计一基于 USB 通信的数据采 集卡具有很强的应用价值 二二 主主要要研研究究 设设计计 内内容容 研研究究 设设计计 思思路路及及工工作作方方法法或或工工作作流流程程 本设计包括硬件和软件设计 通过选择合适的单片机及其它芯片完成硬件 本设计包括硬件和软件设计 通过选择合适的 单片机及其它芯片完成硬件设 计 主要包括单片机最小系统模块 电源电路模块 位移采集模块 存储模 块 LED 显示模块及 USB 通信模块等 本文介绍的是基于 C8051 单片机和单通道数据采集系统的设计 这个系 统的基础是数据采集系统 本文先对数据采集系统做简单的介绍 然后根据此 次毕业设计的要求 使数据采集系统在功能上具体化 细致化 实现多路数据 采集系统的设计要求 本系统可以实现对模拟信号的采集 然后根据需要将模 拟信号中信号模 数转换 并通过 USB 接口 在 PC 机上实时的显示出来 本 文采用 C8051F330 作为核心控制部件 它功能比较齐全 可以满足系统设计 的需要 单片机控制数据的采集 显示 传输 它是整个系统的核心 霍尔 位移传感器集成电路 IC 提供直接与所适用磁场成比例的电压输出 本设计 的主要任务是单片机的接口电路设计 输入信号的调理电路设计以及 位移线 性化程序的编写 达到预期目标 1 能够理解数据采集系统的工作过程 2 搭建出系统所需的硬件电路 3 编写出相应的程序代码 4 建立通信协 议 实现单片机与 PDA 之间的通信 5 通过系统调试 锻炼分析问题解决问 题的能力 6 能够将课本知识与实际应用结合起来 增强实践操作能力 三三 毕毕业业设设计计 论论文文 工工作作进进度度安安排排 1 3 周 查阅资料 写开题报告 4 5 周 制定控制方案 6 10 周 编写与调试程序 11 14